Tuul on õhuvool, mis liigub reeglina horisontaalsuunas kõrge õhurõhu tsoonist madalama tsooni. Selle peamised omadused on suund, tugevus ja kestus.

Kuidas moodustub tuul?

Tuule tekkimise peamine põhjus on atmosfäärirõhu ebaühtlane jaotus. Maa pinnale jõudvad päikesekiired soojendavad ookeani ja maad. Pealegi tõuseb temperatuur meie planeedi erinevates osades ebaühtlaselt.

Näiteks kuumutatakse kõige enam ekvaatori tsooni ja vastavaid vööleid. Ookeanivete temperatuur tõuseb vähem kui maa temperatuur, kuid veekogud säilitavad kuumust kauem.

Seega soojenevad ka õhumassid ebaühtlaselt. Moodustuvad erineva rõhuga tsoonid, mille tulemuseks on õhuringlus. Niisiis, madalrõhutsoonist kuumutatud (tõusvad) voolud tõusevad üles. Vahepeal laskub jahtunud õhk (tüüblid) ja tormab madalrõhkkonna piirkonda.

Maa atmosfäär ei peatu hetkekski. Õhuringluse protsess on oma olemuselt globaalne. Kui massiivsed sooja ja külma õhu voolud põrkuvad, tekivad erineva intensiivsusega tuuled.

Tuulekiiruse klassifikatsioon punktides Beauforti skaalal

Maailmas on tavaks eristada tuule kiirust ja tugevust punktides 0–12. Selleks kasutatakse Iiri meremehe, kartograafi ja sõjaväe admirali Francis Beauforti välja töötatud Beauforti skaalat.

Beaufortil oli palju teeneid ja andeid, kuid just tänu sellele skaalale saavutas ta kogu maailmas kuulsuse. Mereväeteenistuse ajal jälgis Franciscus regulaarselt tuult. Andmed kirjutas ta päevikusse. Tulevikus aitas vaatlus tal välja töötada skaala, mis kiideti ametlikult heaks 1838. aastal.

Huvitav fakt: Francis Beauforti silmapaistvate teenete austamiseks sai ta nime mere, Antarktika saare ja neeme järgi Põhja-Kanadas.

20. sajandil valmis Beauforti skaala: 12-punktilist süsteemi laiendati 17-ni, nii et on võimalik liigitada eriti tugevaid tuuli, näiteks taifuunid. Kuid laiendatud versiooni kasutatakse ainult nendes piirkondades, kus selliseid taifuune esineb üsna sageli (Hiina, Taiwan jne).

Beauforti skaala järgi määratakse tuule tugevus kahe kriteeriumi järgi:

• põnevus avamerel;
• tuule mõju maaobjektidele.

Sellest lähtuvalt on 2 tabelit: üks maismaa ja teine ​​avamere jaoks. Maa-ala tabel näitab tuule tugevust ja kiirust meetrites sekundis. Teises variandis antakse tuule kiirus sõlmedes. Mõlemad skaalad tähistavad ühiseid jooni, mis võimaldavad kindlaks määrata õhuvoolu tugevuse.

Tuule suund

Tuule suund sõltub peamiselt atmosfäärirõhu erinevusest ja Maa pöörlemisest. On märgatud, et planeedi poolustel on idakaare tuuled. Mõlema poolkera parasvöötmes puhuvad tuuled lääne poole.

Troopilises vööndis on ida suunas õhuvoolud. Samuti on suuri alasid, kus tuul liigub vertikaalselt, järgides madala ja kõrge õhurõhu reeglit. Need on subtroopilised ja subpolaarsed tsoonid.

Klimatoloogias ja meteoroloogias on olemas tuuleroosi mõiste. See on vektoritüübiskeem, mis näitab pideva vaatluse põhjal tuule režiimi antud piirkonnas.

Tuuleroos on hulknurk, mille kiired erinevad diagrammi keskelt. Iga tala pikkuse järgi saate otsustada, kui tihti tuul teatud suunas puhub. Seda teavet võetakse arvesse taristurajatiste ehitamisel (teed, maabumisribad jne) ja paljudes teistes tööstusharudes.

Huvitav fakt: tõelisel tuuleroosil on tingimata erinevad kiired. Kui kõik kujutise kiired on ühtlaselt jaotunud, on see ainult kardinaalsete punktide graafiline kujutis.

Tuule tüübid

Põhiklassifikatsiooni järgi jagunevad tuuled konstantseks (või valdavaks) ja hooajaliseks.

Kutsutakse püsivaid tuuli, mis ei muuda nende suunda. Need moodustuvad kõrge ja madalrõhutsooni kokkupuute tõttu. Hooajalised tuuled muudavad vastavalt suunda vastavalt praegusele aastaajale.

Omaette kategooria teevad ka kohalikud tuuled. Need on õhumassid, mis ringlevad ainult teatud planeedi piirkondades. Lisaks määravad nad selle tsooni kliimatingimused.

Püsiv

Valdavate tuulte sordid:

• kaubandustuuled;
• Lääne
• ida pool.

Kaubandustuuled - tuuled, mis puhuvad troopika vahel idast ja tormavad ekvaatori poole. Neid eraldab tuuleta riba. Just kaubandustuuled suunavad troopilisi tsükloneid lääne suunas.

Mõõdukas läänetuul esindab õhuvoolusid, mis valitsevad mõõdukal laiuskraadil - põhja ja lõuna vahel 35–65 kraadi. Nad liiguvad läänest itta.

Polaarpiirkondade idatuuled suunatakse kõrgrõhutsoonidest madala rõhutsoonini.

Hooajaline

Hooajalisi tuuli esindab üks kategooria - mussoonid. Nad on mitu kuud troopikas puhunud. Samal ajal, kaks korda aastas, muudavad mussoonid järsult oma suunda.

Suvel voolab õhk ookeanist maad ja talvel vastupidi - mandrilt ookeani. Mussoonid toovad endaga sooja aastaajal suurel hulgal sademeid. Tuulte teke toimub Aasia idas ja kagus.

Kohalikud

Kohalikud tuuled on kõige mitmekesisemad. Nende hulgas saab eristada järgmisi tüüpe:

1. Breeze on soe õhuvool mereveekogude ja rannajoone ristumiskohas. Muudab suunda kaks korda päevas. Päeval puhub tuul merest maad, öösel - rannikust mere poole.
2. Samum on kõrbe tüüpi kuiv tuul, mis kannab tohutult liivamasse. Seda leidub Aafrika kõrbes ja Araabia poolsaarel.
3. Sirocco - õhk voolab üle Põhja-Aafrika ja Vahemere, millel on edela ja lõuna suund.
4. Bora - tuuled, mis on moodustatud piirkondades, kus mäed piirnevad merega. Voogude temperatuur sõltub aastaajast. Suund - mägedest merre.
5. Fönn - tuul puhub tuuleiilid mägedest orgude poole. Seda iseloomustab kuivus ja see tuleneb väikeste alade kõrguse erinevusest. Levinud Põhja-Ameerika, Euraasia mägipiirkondades.
6. Kuiv tuul - ilmneb parasvöötmes steppide ja kõrbete kohal. Õhk on kuiv ja kuum.
7. Norder on Mehhiko lahes täheldatud tuul, mis puhub põhjast.
8. Zuyd - nimi viitab põhjapoolusel esinevale lõunatuulele.
9. Vahukommid - õhuvool Vahemere idaosas, mis ilmneb soojal aastaajal.

Leidub ka ebaharilikke tuuli tüüpe, näiteks tornaado (Põhja-Ameerikast leitud orkaan), habib (Aafrika liivatormid), lumetorm (Kanada lumetorm nagu Siberi lumetorm), hamsin (kuum gale Saudi Araabias umbes 50 päeva) ja muud .

Kuidas mõõdetakse tuule kiirust?

Tuule kiiruse mõõtmiseks leiutati spetsiaalsed instrumendid, mida nimetatakse anemomeetriteks. Need on mehaanilised, ultraheli- ja termilised. Mehaanilised jagunevad tassiks ja labadeks.

Tassi anemomeetrit peetakse kõige tavalisemaks. Selline seade koosneb poolkerakujulistest kaussidest ja rootorist. Sel juhul paigaldatakse kausid rootorile ja kui tuul puhub, hakkavad need pöörlema.

Selle mõõtmismeetodi aluseks on rõhkude erinevus, mille tuul tekitab kausside kumerustele ja nõgusatele külgedele. Rootori kiirus vastab tuule kiirusele.

Mis määrab tuule kiiruse ja tugevuse?

Tuule kiirus sõltub sellest, kui suur on õhurõhu erinevus territooriumide vahel. Seega, mida kiiremini tuul liigub, seda suurem on selle tugevuse indikaator, millega voog mõjub ümbritsevatele objektidele.

Näiteks võime võtta kolm territooriumi: ühel baromeetril näitab see 765 mm elavhõbedasammast, teisel - 760, kolmandal - 750. Esimeselt territooriumilt puhuv tuul on kolmandal tugevam ja kiirem kui teisel, kuna rõhkude erinevus on suurem .

Millised tuuled põhjustavad erinevate hoovuste teket?

Merevoolud on võimsad veevoolud, mis liiguvad pidevalt või tekivad perioodiliselt meredes ja ookeanides. Voolud tekivad erinevatel põhjustel, millest üks on tuul.

Tuule põhjustatud voolud jagunevad kahte tüüpi:

1. Triiv - moodustatakse ainult tuule mõjul.
2. Tuul (kombineeritud) - ei teki mitte ainult tuule tugevuse tõttu, vaid koos erineva tihedusega veega, merepinna nõlvaga.

Voolu suund sõltub sellest, millises suunas õhuvool liigub. Tuulevoolud on alati ainult pealiskaudsed. Kõige võimsamad neist on läänetuuled, mille pikkus on umbes 30 000 km, samuti Lõuna-Passati hoovused.

Huvitav fakt: Läänetuulte või Antarktika ringi keskpunkt on ainus veevool, mis läbib kõiki meridiaane.

Seega põhjustavad merevoolud mussoone, kaubandus- ja läänetuult.

Miks on talvine rõhk maismaa kohal kõrgem kui ookeani kohal ja suvel vastupidi?

Talvel jahutab mandriosa kiiremini kui ookeaniveed. Nii jahutab õhk mandri kohal ja rõhutase tõuseb. Veesamba kohal on õhk soojem ja rõhk madalam.

Suvel täheldatakse vastupidist olukorda. Maa pind soojeneb kiiremini, nii et selle kohal moodustub madalrõhuala. Külma ookeani kohal - kõrgrõhkkond.

See määrab ka mussoonide suuna erinevatel aastaaegadel. Suvine mussoon puhub mandri poole ja talvine mussoon ookeani poole.

Tuule inimkasutus

Tuul on elementaarne energiaallikas, mis on pealegi keskkonnasõbralik. Ja ökoloogia säilitamine on üks inimkonna praegusi peamisi ülesandeid. Huvitav on see, et tuuleenergia on inimesi pikka aega teeninud.

Varem olid need kõige lihtsamad seadmed nagu veskid. Ehitamisel on integreeritud tuuleelektrijaamad, mille abil muundatakse tuuleenergia elektrienergiaks.

Tuuleenergia saab muundada järgmisteks energiaallikateks:

• kineetiline - purjelaevade liikumiseks (minevikus), õhupallide lendudeks;
• mehaaniline - vee pumpamiseks ja teravilja jahvatamiseks (vananenud meetodid);
• elektriline - elektrienergia tootmiseks.

Potentsiaalide järgi on tuuleenergia päikesekiirguse, kivisöe, uraani, nafta ja maagaasi järel võimalike allikate loendis kuuendal kohal. Ehk siis tuuleelektrijaamadest on võimalik saada elektrienergiat umbes 25–700 TW aastas.

Huvitav fakt: ülemaailmse tuuleenergia nõukogu arvutuste kohaselt vähendab tuuleenergia aktiivne arendamine atmosfääri paisatava süsinikdioksiidi kogust 1,5 miljardi tonni aastas.

Tuuleenergia juhtivad riigid (2015):

1. Hiina - 115 000 MW.
2. USA - 65 000 MW.
3. Saksamaa - 39 000 MW.
4. Hispaania - 22 000 MW.
5. India - 22 000 MW.
6. Suurbritannia - 12 000 MW.
7. Kanada - 10 000 MW.
8. Prantsusmaa - 9000 MW.
9. Itaalia - 8000 MW.
10. Brasiilia - 6000 MW.

Venemaal on tuuleenergia vähe arenenud ja sellel on mitu põhjust. Esiteks on keskmine tuulekiirus kogu territooriumil umbes 5 m / s (aastaarvutused). See on tavapärase paigalduse jaoks ebapiisav näitaja, seega lisanduvad lisaseadmete kulud.

Teiseks on eelistatav valida stabiilsed energiaallikad, mis ei sõltu erinevatest teguritest (eriti looduslikest). Meie riigi tuuleenergia on seotud paljude muude puudustega, eriti kui tegemist on väikeste mahtudega. Näiteks seadmete kõrge hind, probleemne töö, süsteemide hooldus jne.

Väärtus looduses

Tuul on kõige olulisem loodustegur, mis mõjutab looduse komponente: kliimatingimused, geoloogilised protsessid, taimed, loomad jne.

Tuule peamised mõjud:

1. Tugevate ookeanivoolude teke, mis määravad ümbritsevate piirkondade kliima.
2. Pinnase erosioon väikeste osakeste puhkemise tõttu.
3. Uute pinnavormide teke. Näiteks tuule poolt liiva ülekandmine ja laotamine põhjustab liivaluidete ilmumist.
4. Kõrbestransport ja õhusaaste. Näiteks puhub suvel põhjapoolkeral kaubandustuul. Samal ajal lähenevad nad järk-järgult subtroopiliste kõrbete aladele. Selle tulemusel jõuab kogu hooaja Saharast pärit tolm Põhja-Ameerika kaguosasse.
5. Tulekahjude levik. Tuul on üks peamisi tegureid, mis mõjutab tulekahjude kiiret levikut, eriti metsatulekahjusid.
6. Mõju taimedele. Õhuvool levitab mõne taime seemneid, piirab puude kasvu ja transporditud tahkete osakeste tõttu võib see põhjustada ka mehaanilisi kahjustusi.
7. Mõju loomadele. Tuul tugevdab külma koos madala temperatuuriga - see on peamine mõju loomadele. Näiteks pingviinid, linnud, putukad on sunnitud kohanema tuule mõjuga. Mõne liigi jaoks on õhumasside liikumine kasulik - hirved tunnevad röövloomi kaugelt ära ägeda haistmismeele tõttu.

Huvitav fakt: kõige kuulsamad taimed, mis levivad tänu tuulele, on võilill, vaher, trummelhernes. Paljude taimede tolmeldamine toimub õietolmu ülekandmise tõttu.

Miks puhub tuul päeval merest maismaale ja vastupidi öösel?

Alusteguriks on temperatuur ja vastav õhurõhk, nagu talvisel / suvisel mussoonil. Kuid tuul, mis moodustab maa- ja merereservuaari piiril, omab oma nime - imelihtne.

Päeval soojeneb maa kiiremini kui vesi, seega puhub tuul madalrõhutsooni. Öösel jahtub maapind kiiremini ja vesi püsib soe, mistõttu tuul muudab suunda ja puhub mere poole.

Maast kaugemal

Väljaspool meie planeeti eristatakse mitut tüüpi tuuli:

• päikeseenergia;
• planetaarne;
• võõras.

Päikesetuul ei ole õhuvoolude liikumine, vaid plasma, mida päikese atmosfäär eraldab. See nähtus ilmneb kiirusel umbes 400 km / s. Heliosfäär on tähtedevahelise ruumi suur osa, mis ümbritseb Päikesesüsteemi ja on moodustatud Päikesetuule poolt.

Huvitav fakt: Maa magnetväli takistab tuule atmosfääri sisenemist. Kuid mõnikord on Päikese välgud nii tugevad, et päikesetuul puruneb sellest kaitsest siiski läbi ja põhjustab aurormi, magnetilisi torme.

Planeedituul on gaaside liikumine planeedi ülemises atmosfääris. Seetõttu kaotab planeet võime suhelda teiste gaasiosakestega. Kui sellised protsessid jätkuvad mitu aastat, võib planeet kaotada oma atmosfääri, veevarud jne.

Teistel planeetidel on ka erinevad tuuled. Veenusel puhuvad nad kiirusega 83 m / s ja suudavad mõne Maa päevaga ümber planeedi lennata. Jupiteril ulatub tuul 100 m / s või enam. Kõige tugevamad ojad Saturnil on umbes 375 m / s.

Huvitav fakt: on teada, et Marsil on mitut tüüpi tuuli. Näiteks tolmu tornaadod ja tuuled, mis puhuvad postidelt kiirusega umbes 110 m / s.